梓岚2019-08-02
在我国的国产科幻电影《流浪地球》当中，为了避免太阳发生氦闪导致人类灭绝，人类便带着地球“逃离”太阳系，向半人马座α星的比邻星进发。而在此过程当中，驱动地球脱离原本围绕太阳轨道的行星推进器，就起到了至关重要的作用。
在影片中，这些等离子体发动机消耗的能源是“重聚变”，那么这种重元素的聚变，到底是一种什么样的反应，又能生成多么大的能量呢？
提到了“聚变”，相信许多了解一些物理知识的朋友，一定知道这其实是核反应的一种，也就是我们人类目前能够使用的“终极能源”原子能，其中的“核聚变”。
至于重元素，指的也就是原子序数比较大，原子核内质子和中子数比较多，相对原子质量较“重”的元素。这些重元素发生核聚变生成相对原子质量更“重”的元素，同时释放出的能量的过程，也就是“重聚变”。
目前我们人类关于核聚变的掌控，还只能做到非常初级的阶段，只能让氢元素这种质量比较轻的元素发生聚变，生成氦元素同时释放出巨大的能量。
氢元素发生核聚变能够释放出多少的能量？地球上1公升海水当中0.02%的重水，作为原料发生核聚变反应，释放出的能量大概就相当于燃烧300公升的汽油，而且生成的物质是氦元素，也就是氦气，是一种非常环保和清洁的能源。
但是核聚变反应是非常剧烈的，短时间内释放出的巨大能量，对于人类而言也是“不可控”的，因此只能应用在氢弹这样的核武器当中。以人类目前的科技水平，最多也实现100多秒的可约束核聚变，想要让核聚变像核裂变那样，成为供应人类能耗的能源，还有很长的路要走——顺便很骄傲地说一句，这个世界记录目前是我们中国创造的，在可控核聚变的研究方向上，中国走在世界的最前列。
至于在《流浪地球》中的重聚变，原理上是和氢元素的核聚变相同的，但是需要的反应条件会更加极端。氦元素大概需要1亿度左右的温度的条件下，才能够发生核聚变反应，生成碳元素。至于原子序数更高的元素，比结合能（结合能和核子数之比）在铁元素达到最大，所以理论上铁元素是核聚变反应的终点，这也是宇宙中存在许多铁元素的原因之一。
